HT-1

La nuova era della microscopia per l'imaging di cellule vive - Olografia 3D

Il rivoluzionario miscroscopio olotomografico (olografia in 3D) apre una nuova era per l'imaging di cellule viventi, senza labeling.

L'analisi cellulare riveste un ruolo cruciale in un'ampia varietà di attività di ricerca e diagnostica nelle life science. Spesso le informazioni disponibili a ricercatori e a tecnici clinici sono limitate dalle attuali teniche di microscopia. Un nuovo e innovativo strumento -basato sulla microscopia olotomografica – può superare molte di queste limitazioni, e aprire nuove prospettive a ricercatori e tecnici clinici per permettere loro di capire, diagnosticare e trattare malattie umane.

I microscopi olotomografici di Tomocube utilizzano il principio della Optical Diffraction Tomography (ODT), che permette agli utenti di investigare in maniera quantitativa e non invasiva cellule biologiche e tessuti molli. L'ODT ricostruisce l'indice di rifrazione in 3D (RI) della distribuzione di cellule viventi e in questa maniera fornisce informazioni strutturali e chimiche sulla cellula in merito alla massa, alla morfologia e alle dinamiche della membrana cellulare.

TomoStudio™, piattaforma Software per analisi di immagini 2D/3D/4D

TomoStudio™, il software che fa funzionare l'HT-1, controlla il sistema e visualizza l'immagine in varie modalità. Questa flessibile interfaccia utente fornisce la possibilità di acquisire immagini con estrema velocità, e di ottenere visualizzazioni in 2D/3D/4D della cellula, basate sulla distribuzione 3D dell'RI (indice rifrattivo)  delle cellule e dei tessuti. 

TomoStudio™ lavora insieme ai modelli HT per visualizzare e analizzare i tomogrammi RI. Con TomoStudio™ un utente può codificare con diversi colori l'immagine, in base all'indice di rifrazione, e identificare diverse tipologie di dati quantitativi.

TomoStudio™ fornisce

  1. Interfaccia del flusso di lavoro - L'interfaccia utente permette un flusso di lavoro ininterrotto, dall'uso del microscopio all'analisi dei dati
  2. Backup dei dati - I dati grezzi possono essere salvati nel PC per analisi successive
  3. Veloce acquisizione dell'immagine - L'HT-1 cattura un'immagine olotomografica 3D ogni 0.4secondi (2.5 f/s) e immagini olografiche 2D ogni 0.007 secondi (150 f/s)
  4. Analisi dati - I dati possono essere processati quantitativamente e in tempo reale. L'utente può anche effettuare diverse analisi quantitative delle immagini
  5. Colorazione olografica - Il controller per i codici colore (funzione Transfer) è un'interfaccia utente grafica per colorare il campione digitalmente, basato sulle informazioni relative all'indice di rifrazione
  6. Lavorazione dinamica delle immagini - L'elaborazione dei dati non interferisce con il processo di acquisizione delle immagini. È sempre possibilie utilizzare un'elaborazione selettiva dei dati

Parametri output

  1. Parametro morfologico
    1. Volume (㎛³)
    2. Area superficiale (㎛²)
    3. Area di proiezione (㎛²)
    4. Sfericità
  2. Parametro chimico
    1. Dry mass (pg)
    2. Concentrazione (pg/㎛³)
    3. RBC (globuli rossi): contenuto e concentrazione
  3. Parametri meccanici
    1. Rigidità della cellula
    2. Fluttuazione dinamica della membrana
Una tecnologia "smart" per l'olotomografia

HT-1 utilizza una tecnica olotomografica che misura l'indice rifrattivo 3D e 4D dei tomogrammi. Questa nuova tecnologia rende possibile una misura quantitativa, senza etichette, di cellule vive, non colorate, e campioni di tessuti. Con il Dynamic Micromirror Device (DMD), Tomocube ha eliminato le parti in movimento dal percorso di illuminazione durante la cattura delle immagini, e ha aggiunto una stabilità e una precisione finora senza eguali, che vanno a sommarsi alle potenzialità già di prim'ordine dello strumento.

Una semplice teoria
Quando la luce passa attraverso l'oggetto, avviene una rifrazione in misura dell'indice di rifrazione (RI) dell'oggetto stesso, e alcune proprietà della luce, incluse la lunghezza d'onda e lo spostamento di fase, ecc..., cambiano di pari passo. Se la luce che passa attraverso l'oggetto viene confrontata con la luce originale (riferimento), possiamo osservare un cambiamento nella luminosità delle immagini, di pari passo con il cambiamento dello spostamento di fase. Questa è una teoria fondamentale della microscopia a contrasto di fase, tecnica solitamente utilizzata per oggetti trasparenti (per esempio campioni biologici non etichettati/colorati, specialmente cellule vive), che sono difficili da osservare senza essere colorati o etichettati

L'ODT (Optical Diffraction Tomography) è la tecnologia che crea una immagine 3D (tomogramma) grazie all'RI e ottiene la posizione tridimensionale calcolando lo spostamento di fase in un ologramma ottenuto girando a 360° attorno allo specimen. Una tecnica simile è la CT (computed tomography) che utilizza raggi X e MRI (magnetic resonance imaging) tramite il momento magnetico.

 

 

Percorso schematico della luce
Il campione è collocato in uno stage tra un obiettivo e un condensatore. Un laser viene diviso tra il campione e il riferimento. Il campione e il riferimento generano un ologramma in 2D, che è registrato da un sensore digitale di immagine. Il laser illumina il campione con un angolo incidente di 53°(HT-1S) o 63°(HT-1H), che ruota di 360° rispetto all'asse ottico. Un tomogramma 3D del campione viene ricostruito in base all'indice di rifrazione (RI), generato dai diversi ologrammi presi dai vari angoli di illuminazione.

Tecnologia DMD

In un sistema DMD, i singoli specchi possono essere fatti ruotare di un angolo di ±10-12°, da uno stato ON a uno stato OFF della luce riflessa. La serie HT utilizza uno specchio DMD per controllare in maniera sistematica l'angolo di illuminazione di un raggio laser proiettato su un campione. Senza alcuna parte meccanica in movimento, l'uso del DMD rende possibile un controllo stabile, veloce e affidabile del percorso del raggio.

Caratteristiche
 

Indice di Rifrazione 3-D:
nuovo imaging per contrasto

 

Nessun labeling

 

Alta risoluzione

 

Laser a basso output

 

Veloce in 2D/3D

 

Impatto Elevato - Basso Costo

Benefici
  • Zero stress
    Imaging senza etichette (label)
  • Imaging di cellule vive e integre
    Immagini a lungo termine con un intervallo molto breve
  • Risparmio di tempo
    Non necessita di preparazione del campione, e l'imaging in 3D è particolarmente rapido
  • Alta qualità dell'immagine 3D
    Risoluzione ottica sotto i 200 nm (Max. 110 nm)
  • Bioimaging quantitativo
    La tecnica dell'RI rende possibile il bioimaging quantitativo (concentrazione citoplasmica locale, dry mass, ecc..)

Caratteristiche Tecniche

Environmental requirements

File/Immagini

Documenti e File: 

Richiesta informazioni/quotazione

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